ES2335937T3 - Detector de humo. - Google Patents
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Abstract
Detector de humo (1) que comprende una cámara de detección (44) en la que se colocan un dispositivo emisor (56) apto para emitir una radiación electromagnética y un dispositivo receptor (55) apto para recibir dicha radiación, en el que dicho dispositivo receptor (55) y/o dicho dispositivo emisor (56) están dispuestos en unos circuitos impresos específicos (53, 54) respectivos conectados eléctricamente a un circuito impreso principal (51), caracterizado porque dichos circuitos impresos específicos (53, 54) están montados de forma amovible en dicho circuito impreso principal (51), y porque dichos circuitos impresos específicos presentan un perfil que comprende una superficie de tope (61) destinada a formar un tope con el circuito impreso principal (51) durante el montaje del detector, con el fin de determinar la altura del dispositivo (54, 55) correspondiente asociado con el circuito impreso principal (51).
Description
Detector de humo.
La presente invención se refiere a un detector
de humo según el preámbulo de la reivindicación 1.
En particular, la invención se refiere a unos
detectores de humo ópticos del tipo óptico basados en el efecto de
Tyndall, y pretende especialmente reducir los costes de fabricación
y simplificar algunas tareas de mantenimiento requeridas por los
dispositivos.
Los detectores de humo basados en el efecto de
Tyndall consisten en una cámara de detección, denominada cámara de
humo, caracterizada porque, en virtud del laberinto previsto en el
borde de la cámara, no puede entrar la luz en la cámara desde el
exterior, mientras que el humo sí que puede entrar.
La cámara de detección aloja un diodo receptor y
un diodo emisor, interseccionando los respectivos campos de
recepción y emisión en el interior de la cámara.
Los detectores de este tipo normalmente utilizan
diodos emisor y receptor montados de forma tradicional (THT, del
inglés "Through Hole Technology" cuya traducción en castellano
es "Tecnología de agujeros pasantes"), que están instalados de
tal manera que se producen la emisión y la recepción en sentidos
substancialmente paralelos a la parte inferior de la cámara y con
un foco óptico previsto a una altura que es típicamente la mitad de
la altura global de la cámara, tal como se ilustra, por ejemplo, en
la solicitud de patente US2005/0242967.
En virtud de sus largos hilos conductores y del
uso de espaciadores de montaje de dimensiones adecuadas, los diodos
montados de forma tradicional se pueden disponer fácilmente en el
interior de la cámara de detección.
En general, los diodos emisor y receptor están
dispuestos en unos espaciadores respectivos con una altura adecuada
(es decir, para determinar la altura del foco óptico), que están
fijados adecuadamente a un circuito impreso al exterior de la
cámara de detección.
A continuación, los diodos y los espaciadores
son introducidos en la cámara a través de unos orificios practicados
en la parte inferior de dicha cámara.
Sin embargo, esta solución adolece del
inconveniente de que se tienen que utilizar unos espaciadores ex
profeso y que los diodos tienen que ser soldados una vez que se
ha preparado el circuito impreso.
Según una solución alternativa y más económica,
los espaciadores consisten en unos perfiles de plástico moldeados
en el interior de la cámara. En este caso, los diodos están fijados
de forma mecánica en los espaciadores, y a continuación sus hilos
conductores están trazados a través de unos orificios practicados en
la parte inferior de la cámara de detección y soldados a un
circuito impreso al exterior de dicha cámara.
En ambas soluciones mencionadas anteriormente,
el circuito impreso al exterior se vuelve solidario con la cámara
mediante unas mordazas mecánicas de varios tipos.
A continuación se monta en el diodo receptor un
escudo metálico apto para impedir la interferencia; este escudo
debe estar conectado asimismo eléctricamente (típicamente por
soldadura) a la tierra eléctrica del circuito impreso.
Estas soluciones de detectores adolecen de
varios inconvenientes.
En primer lugar, requieren muchas operaciones
manuales (posicionamiento y soldadura de diodos), lo que aumenta el
coste global del detector.
Además, la eficacia de estas soluciones depende
de la capacidad del operario de posicionar los diodos perfectamente
en los espaciadores. Cualquier pequeño desplazamiento de los diodos
puede afecta notablemente la sensibilidad del detector.
Finalmente, las tareas de mantenimiento que
requieren las soluciones de detectores conocidas resultan bastante
engorrosas y caras. Por ejemplo, si falla un diodo, será necesario
desmontar el detector por completo con el fin de retirar la
soldadura del diodo que falla, y sustituirlo con uno nuevo. Este
problema afecta particularmente las soluciones descritas
anteriormente en las que los hilos conductores o los escudos de los
diodos atraviesan la cámara de detección. En tales casos, las
juntas soldadas de los hilos conductores y/o escudos impiden que la
cámara de detección se separe del circuito impreso al menos que se
retire manualmente con anterioridad las soldaduras de los diodos
emisor y receptor y del escudo.
Algunas soluciones conocidas que se dan a
conocer en la patente US nº 5.451.931 y el documento EP1272992
utilizan componentes tipo SMD (del inglés "Surface Mounted
Device", cuya traducción en castellano es "Dispositivo Montado
en Superficie"), que suponen unos costes de montaje menores que
los dispositivos tradicionales.
Sin embargo, este ahorro no se ve reflejado en
el coste global del dispositivo porque deben utilizarse unas
arquitecturas especiales y caras.
Por ejemplo, la patente US nº 5.451.931 utiliza
unos espejos, mientras que la patente EP1272992 utiliza diodos
montados en superficie (SMD) que son muy caros y reciben y emiten en
un sentido paralelo al circuito impreso en el que están
montados.
Además, con ambas soluciones, si falla
cualquiera de los diodos, únicamente puede ser sustituido una vez se
ha retirado su soldadura del circuito impreso, de tal modo que el
mantenimiento resulta engorroso y caro.
El objetivo principal de la presente invención
consiste en reducir los tiempos de fabricación de los detectores de
humo conocidos, a la vez que se utilizan unas arquitecturas
sencillas.
La patente US nº 6.288.647 da a conocer un
detector de humo en el que el elemento emisor de luz y el elemento
receptor de luz están montados en unos circuitos impresos
específicos respectivamente y montados en un circuito
principal.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en mejorar la eficacia de los detectores conocidos al conseguir que
su eficacia depende en menor medida en la capacidad del
operario.
Todavía otro objetivo de la presente invención
consiste en solucionar los problemas asociados con los tiempos y
los costes de mantenimiento de los detectores de humo conocidos.
Estos y otros objetivos de la presente invención
se alcanzan mediante un detector de humo que comprende las
características expuestas en las reivindicaciones adjuntas,
proporcionadas como una parte incluida en la presente
descripción.
El principio básico de la invención consiste en
utilizar diodos emisor y receptor tipo SMD montados en unos
circuitos impresos (PCB) específicos, los cuales a continuación son
montados en sentido transversal al circuito impreso principal que
contiene el resto de la circuitería del detector.
Esta solución permite eliminar los espaciadores
que se utilizan tradicionalmente para posicionar los diodos tipo
THT y utilizar esencialmente componentes tipo SMD únicamente,
reduciendo así el coste del detector.
De forma ventajosa, los circuitos impresos
específicos que llevan los diodos emisor y receptor, están dotados
de unos conectores (SMD o tipo tradicional) destinados a ser
enchufados en los conectores respectivos previstos en el circuito
impreso principal, que aloja el resto de la circuitería del
detector.
Esta solución permite conectar el diodo receptor
y el diodo emisor al circuito impreso de forma amovible, lo que
permite sustituirlos fácilmente en caso de fallo.
En otra solución ventajosa, se obtienen unas
cavidades de forma diferente en la cara inferior de los circuitos
impresos para proporcionar una función de polarización, es decir,
para impedir que los circuitos impresos específicos sean enchufados
en el circuito impreso principal, si no están posicionados
correctamente.
Asimismo, ventajosamente, los circuitos impresos
específicos de los diodos están conectados a un lado del circuito
impreso principal por estampado o pedúnculos pasantes. Según esta
forma de realización, durante la etapa de montaje basta con
desconectar los circuitos impresos específicos del principal y
enchufarlos en los conectores de contacto y en las cavidades de
polarización previstas en el circuito impreso principal.
Asimismo, ventajosamente, en los circuitos
impresos específicos de los diodos emisor y receptor se puede
obtener un plano de tierra (cobre sólido) que, una vez conectado
eléctricamente a uno o más contactos incluidos en el conector para
proporcionar contacto con la tierra del circuito impreso subyacente,
actúa a modo de escudo que ofrece protección de la interferencia
externa, eliminando de este modo la necesidad de fabricar y montar
un escudo metálico.
Otros objetivos y ventajas de la presente
invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente
descripción y de los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 representa una vista general de un
detector de humo básico y acabado según la presente invención;
la Figura 2 representa una vista explosionada
del detector de humo de la Figura 1;
la Figura 3 representa una vista inferior de la
parte inferior de la cámara de detección de humos del detector de
la Figura 1;
la Figura 4 representa una vista general del
circuito impreso del detector de humo según la presente
invención;
la Figura 5 ilustra los circuitos impresos
específicos de los diodos emisor y receptor;
la Figura 6 ilustra un circuito impreso que
contiene todos los circuitos impresos del detector según la presente
invención.
En la siguiente descripción, los
medios/elementos idénticos o equivalentes, es decir, que
proporcionan la misma función técnica, serán referenciados mediante
los mismo números de referencia.
La Figura 1 ilustra una vista general de un
detector de humo 1.
El detector 1, una vista explosionada del mismo
que se representa en la Figura 2, comprende una base (no ilustrada
en la Figura 2 para mayor simplicidad), una cobertura 20 de la parte
inferior de la cámara de detección de humos, un circuito impreso
principal 51 que aloja los circuitos impresos para el receptor 53 y
el emisor 54, una parte inferior 40 de la cámara de detección, una
rejilla 30 y una tapa 10.
Como es sabido, la base presenta unas ranuras
que son necesarias para introducir los tornillos que se utilizan
para fijar el detector a una pared o techo. La base comprende además
unos medios que son necesarios para proporcionar las conexiones de
energía y cualesquiera otras conexiones a dispositivos remotos (por
ejemplo, sirenas) que se precisan para intercambiar señales (por
ejemplo, señales de potencia, control o alarma) con el circuito
impreso principal 51.
El circuito impreso principal 51 está dispuesto
entre un alojamiento especial 48 previsto en la parte inferior de
la cámara de detección y la cobertura 20 de la parte inferior de la
cámara de detección.
La cámara de detección de humos comprende el
circuito impreso 51 y está fijada en el interior de la tapa 10; a
continuación, el conjunto se fija a la base, completando de este
modo el detector acabado 1.
El fluido en el entorno (aire y posiblemente
humo) entra en la cámara de detección de humos al fluir a través de
la tapa 10 y de la rejilla 30.
La parte inferior 40 para la cámara de detección
de humos comprende una base 41 sobre la cual se extiende en sentido
perpendicular un laberinto 42, estando compuesto dicho laberinto de
una pluralidad de elementos en forma de V 43, que impiden la
entrada de luz en la cámara de detección de humos desde el
exterior.
Una vez en posición, la rejilla 30 y la parte
inferior 40 de la cámara de detección de humos delimitan, en la
parte superior y en la parte inferior, respectivamente, un volumen
44 en el laberinto 42, constituyendo dicho volumen la cámara de
detección de humos.
En la cámara de detección 44, están previstos
dos alojamientos 45 y 46 para un dispositivo receptor y un
dispositivo emisor, respectivamente.
En la forma de realización descrita a
continuación, los dispositivos emisor y receptor son diodos.
En la cámara 44, está previsto además un
elemento divisor 47 que se utiliza, en combinación con el
posicionamiento de los alojamientos 45 y 46, para impedir que el
diodo receptor detecte la presencia de la radiación electromagnética
(preferiblemente de tipo infrarrojo) que emite el diodo emisor
cuando no hay humo.
La Figura 3 ilustra el lado posterior del cuerpo
40, que comprende un alojamiento 48 para el circuito impreso
principal 51, ilustrado en la Figura 4, que realiza las funciones de
suministrar energía a los diodos 55 y 56 y de recibir una señal de
salida del diodo receptor.
Dos aberturas 52 en el circuito impreso
principal cooperan con dos clavijas 49 del alojamiento 48, sujetando
de este modo el circuito en la posición adecuada.
Asimismo, la Figura 3 ilustra dos aberturas 50
para introducir los circuitos impresos específicos 53 y 54 que
soportan los diodos receptor y emisor, respectivamente.
Tal como se ilustra en la Figura 4, en una forma
de realización preferida, los diodos receptor 55 y emisor 56 son
del tipo montado en superficie (SMD) y están dispuestos en unos
circuitos impresos respectivos (53 y 54) montados en sentido
perpendicular al plano del circuito impreso principal 51.
Las dimensiones, particularmente la longitud, de
los circuitos impresos específicos 53 y 54 depende, de una manera
conocida, de las limitaciones de diseño que establecen la altura del
foco óptico de los diodos, y por lo tanto la altura a la que los
diodos 55 y 56 deben ser posicionados en el interior de la cámara de
detección.
Haciendo referencia particularmente al ejemplo
no limitativo de la Figura 4, el diodo emisor 56 que se utiliza es
del tipo de vista atrás.
La Figura 5 ilustra unas vistas detalladas del
circuito impreso específico 53 del diodo receptor y del circuito
impreso específico 54 del diodo emisor.
El circuito impreso específico 53 comprende el
diodo receptor 55 y un conector 57 que, en una forma de realización
preferida, es del tipo clavija-enchufe (del inglés
"Pin-Strip"), y comprende tres clavijas 58.
El circuito impreso específico 54 comprende el
diodo emisor 56 y un conector 57 del tipo
clavija-enchufe, con tres clavijas 58.
El conector 57 está enchufado en un conector
complementario 59 instalado en el circuito impreso principal.
En la forma de realización de la Figura 5, se
utilizan dos de las tres clavijas 58 para suministrar energía al
diodo existente en el circuito impreso específico. La tercera
patilla del conector 57 conecta, mediante el conector 59 en el
circuito impreso principal 51, un plano de tierra en el circuito
impreso específico a la tierra del detector en el circuito impreso
principal.
Como alternativa, se puede omitir la patilla de
tierra y sustituirla con un escudo metálica convencional. En este
caso, el conector de tipo clavija-enchufe 57
requiere únicamente dos clavijas.
En el ejemplo de la Figura 5, los elementos
machos de las clavijas-enchufes están dispuestos en
el circuito impreso específico 53, mientras que los elementos
hembras complementarios están previstos en el circuito impreso
principal. Evidentemente, los elementos macho y hembra pueden ser
invertidos.
En una forma de realización preferida, el perfil
del circuito impreso específico 53 presenta por lo menos una
escotadura 60.
La superficie distal 61 de la escotadura 60
actúa a modo de tope durante el montaje del detector. Durante esta
etapa, se introduce el circuito impreso 53 en las cavidades
adecuadas obtenidas en el circuito impreso 51. La profundidad de la
escotadura 60 determina la altura de los diodos encima del circuito
impreso principal, y por lo tanto, la altura a la que se
posicionarán los diodos en el interior de la cámara de
detección.
Dado que las alturas de los conectores 57 y 59
varían en función del fabricante, con el fin de mantener intacta la
posibilidad de utilizar distintos proveedores de equipos para los
conectores 57 y 59 sin cambiar la altura del foco óptico de los
diodos, el paro de los circuitos impresos específicos 53 y 54 se
consigue ventajosamente mediante el tope que se forma entre la
superficie 61 y la superficie del circuito impreso principal 51, en
lugar del tope que se forma entre los conectores 57 y 59.
Las ventajas de la presente invención se pondrán
de manifiesto a partir de la descripción anterior. Los circuitos
impresos de los diodos pueden ser retirados fácilmente para los
fines de mantenimiento porque las conexiones de los diodos emisor y
receptor son proporcionadas mediante conectores.
Además, el uso de componentes SMD permite
reducir los costes de fabricación del detector y eliminar
complemente la necesidad de realizar tareas manuales para definir
la altura del foco óptico de los diodos.
Tal como se ilustra en la Figura 6, tanto el
circuito impreso principal 51 como los circuitos específicos 53 y
54 pueden ser proporcionados mediante una única base 62 en la que
los circuitos impresos específicos 53 y 54 están conectados al
circuito impreso principal por estampado 63 o pedúnculos.
En el ejemplo de la Figura 6, los circuitos
impresos 53 y 54 presentan unos perfiles diferentes. De hecho, las
escotaduras 60 y 60' presentan una anchura distinta, impidiendo de
este modo que dichos circuitos impresos específicos sean instalados
incorrectamente en el circuito impreso principal.
Asimismo, resulta evidente que pueden
introducirse numerosas modificaciones por los expertos en la materia
sin apartarse del principio de la invención, tal como se describe y
se reivindica. Por ejemplo, los conectores y los dispositivos que
se han utilizado pueden ser o bien del tipo tradicional o bien del
tipo montado en superficie.
Además, los conectores pueden ser de distintos
tipos; aunque la forma de realización descrita anteriormente
utiliza unos conectores del tipo clavija-enchufe,
los mismos pueden ser sustituidos, no obstante, por cualesquiera
otros medios de conexión amovibles que son capaces de asegurar el
contacto eléctrico.
Claims (13)
1. Detector de humo (1) que comprende una cámara
de detección (44) en la que se colocan un dispositivo emisor (56)
apto para emitir una radiación electromagnética y un dispositivo
receptor (55) apto para recibir dicha radiación, en el que dicho
dispositivo receptor (55) y/o dicho dispositivo emisor (56) están
dispuestos en unos circuitos impresos específicos (53, 54)
respectivos conectados eléctricamente a un circuito impreso
principal (51), caracterizado porque dichos circuitos
impresos específicos (53, 54) están montados de forma amovible en
dicho circuito impreso principal (51), y porque dichos circuitos
impresos específicos presentan un perfil que comprende una
superficie de tope (61) destinada a formar un tope con el circuito
impreso principal (51) durante el montaje del detector, con el fin
de determinar la altura del dispositivo (54, 55) correspondiente
asociado con el circuito impreso principal (51).
2. Detector de humo según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho dispositivo emisor (56) y/o dicho
dispositivo receptor (55) son del tipo SMD.
3. Detector de humo según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque dicho dispositivo emisor (56) y/o
dicho dispositivo receptor (55) son del tipo THT.
4. Detector de humo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos
circuitos impresos específicos (53, 54) están conectados
eléctricamente a dicho circuito impreso principal (51) de forma
amovible.
5. Detector de humo según la reivindicación 4,
caracterizado porque dichos circuitos impresos específicos
(53, 54) comprenden unos conectores (57) respectivos conectados
eléctricamente a unos dispositivos respectivos.
6. Detector de humo según la reivindicación 4,
caracterizado porque dichos conectores son del tipo SMD.
7. Detector de humo según la reivindicación 4,
caracterizado porque dichos conectores son del tipo THT.
8. Detector de humo según la reivindicación 4,
caracterizado porque dichos conectores son del tipo
clavija-enchufe.
9. Detector de humo según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque por lo menos un
contacto de dichos conectores (57) está conectado a una línea de
tierra en dicho circuito impreso principal.
10. Detector de humo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
perfiles de los circuitos impresos específicos (53, 54) coinciden
con unas cavidades respectivas obtenidas en dicho circuito impreso
principal.
11. Detector de humo según la reivindicación
10, caracterizado porque el perfil del circuito impreso
específico (54) del dispositivo emisor (56) es diferente al
circuito impreso específico (53) del dispositivo receptor (55).
12. Detector de humo según la reivindicación 10
ó 11, caracterizado porque el circuito impreso principal (51)
comprende unas cavidades aptas para alojar los circuitos impresos
específicos de forma unívoca.
13. Detector de humo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque dichos
circuitos impresos específicos son unos módulos que consisten en un
dispositivo y un conector conectado eléctricamente a dicho
dispositivo.
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